
\section{INTRODUCCION}

\IEEEPARstart{E}{n los } últimos años se ha experimentado, en
el área de las redes de comunicaciones, un gran crecimiento y evolución
en la demanda de información, es decir, en el tráfico del mismo \cite{MUR02}.
Los servicios con gran demanda de la última década son los de multimedia,
vídeo conferencia y otros. Para hacer frente a estos requerimientos
se utilizan redes basadas principalmente en la tecnología de la fibra
óptica. Las redes ópticas han evolucionado de manera sustancial en
su arquitectura, principalmente por (1) la solución WDM (\textit{Wavelength
Division Multiplexing}) que ha expandido la capacidad de la fibra
óptica, y (2) los dispositivos OXC (\textit{Optical Cross Connects})
con los cuales se logra la escalabilidad de las redes ópticas \cite{MUR02,MUK89}.
La tecnología WDM permite a una red óptica transmitir varias transmisiones
simultáneamente en una misma fibra óptica sobre distintos canales
o longitudes de onda (\textit{wavelength}) \cite{MUR02}.

La tecnología de fibra óptica es el medio de transporte dominante
en el sistema de telecomunicaciones por su gran ventaja en capacidad,
confiabilidad, costo y escalabilidad. La característica más atractiva
de la transmisión de datos por fibra óptica es su gran potencial a
niveles de Tb/s \cite{MUK89}.

Los servicios de conexión que existen en las redes ópticas más comunes
pueden ser punto-a-punto y punto-a-multipunto. Las transmisiones punto-a-multipunto
o multicast se encaminan en la red a través de algoritmos de enrutamiento
y asignación de longitud de onda MRWA (\textit{Multicast Routing and
Wavelength Assigment}). El MRWA es un problema NP-completo y tema
central de las comunicaciones ópticas \cite{XR04}.

Con la incorporación de la tecnología WDM que brinda una gran capacidad
de transmisión surgen problemas importantes como la capacidad de supervivencia.
Al producirse un fallo en una red óptica ésta podría causar una severa
pérdida del servicio, debido al gran volumen de información transportada
por esta tecnología \cite{luekijna2007multicast}. La supervivencia
ante fallas de enlaces y nodos en redes ópticas es fundamental para
el éxito de las mismas \cite{luekijna2007multicast}. En particular
en este trabajo nos centramos en fallas simples de nodo debido a que
son más graves que una falla de enlace \cite{BOW03}.

En este trabajo se trata el problema de diseño MRWA \cite{BOW03}
y su protección contra fallas simples de nodo considerando tráfico
estático en una arquitectura de red multi-fibra y sin capacidad de
conversión. De aquí en más el problema tratado es denominado MRWA-PNF
(\textit{MRWA and Protection against Node Failures}). Para lograr
lo anterior hemos desarrollado un algoritmo multi-objetivo basado
en colonias de hormigas o MOACO (\textit{Multi-Objective Ant Colony
Optimization}) para el cálculo de los árboles ópticos o light-tree
primarios y de resguardo respectivo \cite{SB03}. En este contexto,
dado un conjunto de solicitudes multicast, el MOACO buscará calcular
el mejor conjunto de light-tree primarios y de resguardo que minimice
simultáneamente el costo de diseño de red y el retardo máximo sujeto
a las restricciones de capa óptica.

El resto del artículo se organiza de la siguiente manera: en la sección
\ref{sec:supervivencia} se presenta los conceptos de supervivencia
en redes ópticas mientras que en la sección \ref{sec:multicast} se
presentan algunos conceptos de enrutamiento multicast. En la sección
\ref{sec:trabajos} de discutirán los trabajos relacionados. La formulación
matemática del problema en cuestión es expuesta en la sección \ref{sec:formulacion}.
En la sección \ref{sec:moaco} se presenta brevemente conceptos de
MOACO y extensamente la propuesta de este trabajo. Las pruebas experimentales
son discutidas en la sección \ref{sec:experimentos}. Finalmente,
las conclusiones y trabajos futuros son presentados en la sección
\ref{sec:conclusiones}.
